MAXl000分散控制系統在125MW機組中的應用

　　一、前言
　　
　　進入90年代以來，分散控制系統（DCS）已廣泛應用于國內火力發電機組。由于DCS能方便地實現數據采集處理（DAS）、閉環控制（CCS）、順序控制（SCS）等多種功能，且具有高可靠性、高精度的特點，已成為替代常規儀表、單回路控制器，提高控制品質、控制可靠性，提高管理水平以及減人增效的主流控制系統。目前，新建大容量機組均已采用DCS，老機組的DCS改造也趨必然。為此，遵義發電總廠采用MAXl000控制系統對#7機組原有熱控系統進行了改造。
　　
　　二、改造前設備狀況
　　
　　遵義發電廠#7125MW機組于1991年10月投人生產。基于當時的建設經費、思想認識和專業水平，機組熱控設備檔次較低，控制系統為KMM單回路控制系統及DDZ—Ⅱ控制系統，運行監測儀表為動圈式單顯表加巡檢儀和ER系列記錄儀組成，變送器及執行機構大多仍是僅具有70年代水平的國內產品，存在如下問題：
　　
　　1、由于控制系統是局部的、單回路的控制模式，使機組的整個生產過程劃分為各自獨立的控制、測量系統，既不能信息共享，又不能整體集中協調控制，更不能優化控制，不利于機組效益的提高；
　　
　　2、調節閥和執行機構性能差、可靠性低，傳感器、變送器精度低、故障率高，導致自動控制系統調節品質較差，可靠性低，機組自動可投率為87．5％，正常投入率僅為75％，極不適應電力生產的要求；
　　
　　3、由于采用大量的單顯儀表，實行監盤控制，運行檢修人員的工作量都很大，勞動生產率低；
　　
　　4、機組發生故障及事故后，沒有變化前后監測數據的實時記錄模擬量歷史記錄，事故分析只能定性推斷或者根本無法推斷；
　　
　　5、負荷調整全靠手操，不能快速、穩定地達到目標負荷，難以適應電網對機組適應性的要求；
　　
　　6、常規儀表，控制裝置不能與MIS通訊，生產管理人員不能方便及時了解實時生產信息，不利于生產管理。
　　
　　三、MAXl000系統及改造情況
　　
　　（一）基本功能
　　
　　MAXl000系統可實現DAS、CCS、SCS、FSSS等多種功能。#7機組熱控系統的改造采用了兩個子功能系統：
　　
　　1、數據采集系統（DAS）：實現機組運行數據、設備狀態實時采集、處理，為運行人員提供監視手段，完成SOE、事故追憶、性能計算。
　　
　　2、閉環控制系統（CCS）：完成機爐系統運行自動調節，穩定經濟協調運行，保持鍋爐、汽機能量平衡。
　　
　　此外，還設置了鍋爐輔機連鎖保護：可完成球磨機、引風機、送風機、球磨潤滑油泵等輔機和風門的連鎖。
　　
　　（二）硬件系統（略）
　　
　　四、系統改造及使用效果
　　
　　（一）改造規模及范圍
　　
　　1、I／O配置：778點
　　
　　2、閉環控制系統19套
　　
　　協調控制：3套引風調節：1套
　　
　　燃燒控制：1套送風調節：1套
　　
　　給水調節：1套汽溫調節：4套
　　
　　除氧器水位：1套凝結器水位：1套
　　
　　高加水位：2套低加水位：2套
　　
　　軸封壓力：1套連排擴容器水位：1套
　　
　　3、鍋爐輔機聯鎖
　　
　　4、外圍改造范圍（略）
　　
　　（二）使用及效果
　　
　　98年8月5日，MAXl000系統隨#7機組大修后啟動運行順利投入使用。至今未發生硬件故障和損壞，也未有死機現象，系統測量、顯示參數準確，抗干擾強，操作方便、靈活、控制性能優良、調節品質好，機組各參數均壓紅線運行，帶負荷穩定。經試驗，在15MW（125MW—110MW）負荷擾動下，各控制系統調節品質如下表：
　　
　　*改造前不能投運
　　
　　#7機組DCS投運后，在降低煤耗，快速、穩定調節負荷、減少汽溫汽壓波動、延長機組壽命、減少誤操作等方面產生了較好的效益。
　　
　　經濟效益：協調控制投運后，爐膛出口氧量有效地控制在4—6％，有利于燃燒穩定，有利于煤粉燃盡，提高燃燒效益；可將主汽溫度，再熱溫度控制在額定值（原人工控制均低于額定值），保持較好的經濟參數；汽機軸封調節可靠性、穩定性的提高，杜絕軸封漏氣引起的凝結器真空下降，汽耗增高的現象，提高機組效益。根據12月1日至12月30日入爐煤累計量，采用正平衡計算，#7機組煤耗較改造前降低了3．4s／kwh，按每年可發電8億千瓦時，煤價150元／噸計算，每年可節約41萬元，此外，DCS投入使運行集控人員減少3人，可減少工資福利7萬元，以上直接經濟效益為48萬元。
　　
　　安全效益：極大地提高機組熱工自動投入率，減少了運行人員的操作量以及操作水平差異引起的誤操作，保證了機組運行的安全可靠性；能實時、準確、集中地反映機組運行情況，既減輕了運行人員的監盤負擔，又為運行人員快速、可靠地提供設備故障信息；系統的歷史數據追憶和事故順序記錄功能，為機組故障原因和運行情況分析以及故障預測提供了科學依據。
　　
　　五、改造經驗體會
　　
　　根據我廠的改造經驗，我們認為，老機組進行DCS改造是必須的，也是可行的，但改造過程中要注意以下問題：
　　
　　1、一個完整的DCS應理解為由DCS軟、硬件、盤臺設備、變送器、測量開關、電纜及執行機構很有成效的組成。老機組DCS改造一定要結合機組實際情況，從實用、可靠、技術*及經濟的角度來選型和設計。如我廠由于受機組設計安裝及可控性的限制，在有限的投資下，只能DAS及CCS兩項功能，另一方面，也不能為了節省投資而忽視相關的配套設備的改造，如變送器電纜、執行機構等。
　　
　　2、老機組DCS改造，老的盤表是留還是取消?后備硬手操留多少恰當?從我廠的改造情況看，除保留水位、主參數等少量重要盤表和后備硬手操外，要下決心將其余的盤表和硬手操取消。
　　
　　3、對DCS系統的軟件管理必須制定嚴格的管理辦法，軟件的裝載應嚴格按廠家的程序進行。
　　
　　4、DCS改造還應考慮相關的外部環境條件，如電源、控制系統的接地、機房環境條件等，這些都應在DCS系統正式安裝前就完成。
　　
　　5、要特別重視人員的培訓工作。熱工人員必須參與DCS系統改造工作的設計、組態、安裝調試等工作。
　　
　　六、結束語
　　
　　遵義發電總廠125MW機組MAXl000。控制系統投運至今，系統穩定可靠、技術性能優良，在機組控制應用中（尤其是鍋爐燃燒控制）顯示了*的技術優勢。機組協調控制的長期穩定投運，標志著遵義發電總廠的熱控水平躍上了新的臺階。通過MAXl000系統的推廣應用，我們鍛煉了隊伍、提高了技術水平，同時為老機組熱控設備改造提供了成功的經驗。